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JP2517398B2 - Frequency spectrum analysis method - Google Patents

Frequency spectrum analysis method

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Publication number
JP2517398B2
JP2517398B2 JP1168294A JP16829489A JP2517398B2 JP 2517398 B2 JP2517398 B2 JP 2517398B2 JP 1168294 A JP1168294 A JP 1168294A JP 16829489 A JP16829489 A JP 16829489A JP 2517398 B2 JP2517398 B2 JP 2517398B2
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spectrum
frequency
frequency spectrum
time
display
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JP1168294A
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スティーブン・アール・モートン
ジョン・シー・ドモガラ
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Tektronix Inc
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R23/00Arrangements for measuring frequencies; Arrangements for analysing frequency spectra
    • G01R23/16Spectrum analysis; Fourier analysis

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Controls And Circuits For Display Device (AREA)
  • Spectrometry And Color Measurement (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はデジタル・スペクトラム・アナライザ(デジ
タル式周波数分析装置)の周波数スペクトラムの分析方
法、特に連続的に生成される周波数ドメイン情報(周波
数領情報)を認識し、記憶し、分析する方法に関する。
The present invention relates to a method for analyzing a frequency spectrum of a digital spectrum analyzer (digital frequency analyzer), and more particularly to continuously generated frequency domain information (frequency range information). ), How to recognize, remember and analyze.

[従来の技術及び発明が解決しようとする課題] デジタル・スペクトラム・アナライザは、そのデータ
処理速度よりも速くデータを取り込むことができる。ま
た、スペクトラム・アナライザのデータ処理機能が改善
されるにつれて、処理速度が速くなり、表示速度が処理
速度に追従できなくなった。この表示速度の問題によ
り、データ表示は不連続になる。即ち、1組のデータが
表示されている間に、次の組のデータが取り込まれ、処
理されても、表示機構が次の組データを表示する準備が
整わないで、このデータは表示できずに失われてしま
う。したがって、隣接して即ち連続的に表示されるデー
タは、実際には、時間的に間隙のある散在したデータで
ある。
[Prior Art and Problems to be Solved by the Invention] A digital spectrum analyzer can acquire data faster than its data processing speed. Further, as the data processing function of the spectrum analyzer is improved, the processing speed becomes faster, and the display speed cannot follow the processing speed. This display speed problem causes the data display to be discontinuous. That is, while one set of data is being displayed, even if the next set of data is fetched and processed, the display mechanism is not ready to display the next set of data, and this data cannot be displayed. Will be lost to. Therefore, the data displayed adjacently or continuously is actually scattered data with time gaps.

通常、スペクトラム・アナライザでは、データ取り込
みを開始、又は停止するために、トリガを使用してい
る。しかし、これらのトリガは、分析対象の入力信号に
関するタイム・ドメイン情報(時間領域情報)に基づく
トリガ、又は外部ソースから得たトリガであり、周波数
ドメイン情報から得たトリガではない。あるスペクトラ
ム・アナライザは、良否判定の目的でスペクトラム・イ
ベントを認識する手段を有しているが、データ取り込み
即ちデータ記憶をトリガするためにスペクトラム・イベ
ントを認識するスペクトラム・アナライザは以前にはな
かった。
Typically, spectrum analyzers use triggers to start or stop data acquisition. However, these triggers are triggers based on time domain information (time domain information) regarding the input signal to be analyzed, or triggers obtained from an external source, and not triggers obtained from frequency domain information. Some spectrum analyzers have a means of recognizing spectrum events for the purpose of pass / fail judgment, but there was no spectrum analyzer that recognizes spectrum events in order to trigger data acquisition or data storage. .

したがって、周波数ドメインで定義されるイベント、
即ちスペクトラム・イベントを認識する方法が望まれて
いる。即ち、この方法では、スペクトラム・イベントの
認識又は操作者からの命令に応答して、分析のために、
目的の特定期間の全てのデータを累積し、表示できるこ
とが望ましい。これにより、ウペクトラム・アナライザ
の操作者は、目的の期間の時間ドメインの信号変化の連
続した履歴を示す複数の周波数スペクトラムを観察及び
分析できる。
Therefore, the events defined in the frequency domain,
That is, a method of recognizing a spectrum event is desired. That is, in this method, in response to recognition of a spectrum event or a command from an operator, for analysis,
It is desirable to be able to accumulate and display all data for the specified specific period. This allows the operator of the up spectrum analyzer to observe and analyze multiple frequency spectra that represent a continuous history of signal changes in the time domain for a period of interest.

したがって、本発明の目的は、入力周波数スペクトラ
ムを実時間で表示可能な速度より高速に連続的に生成可
能なスペクトラム・アナライザにおいて、時間的に連続
する周波数スペクトラムを一画面に表示して分析可能に
する周波数スペクトラムの分析方法の提供にある。
Therefore, an object of the present invention is to enable a spectrum analyzer capable of continuously generating an input frequency spectrum at a speed higher than the speed at which it can be displayed in real time, to display a time-continuous frequency spectrum on one screen for analysis. To provide a method for analyzing a frequency spectrum.

[課題を解決するための手段及び作用] 被分析信号の時間的に連続した記録を表す周波数スペ
クトラムは、目的の特定期間にメモリに累積され、この
累積は所定量の周波数スペクトラムを累積するまで続け
られる。次に、記憶された周波数スペクトラムほメモリ
から読み出され、時間軸に沿って複数の周波数スペクト
ラムを表示できる装置に表示される。画面上の異なるス
ペクトラム間でデルタ時間測定を行うためにマーカが設
けられている。環状メモリの連続的記憶は、予め定めた
スペクトラム・イベントの検出により、停止することが
できる。したがって、目的の特定期間中、時間変化する
電気信号の周波数ドメイン変化を1つのグループとして
連続的に表すスペクトラムの全てを分析することができ
る。
[Means and Actions for Solving the Problems] A frequency spectrum representing a temporally continuous recording of a signal to be analyzed is accumulated in a memory in a target specific period, and this accumulation is continued until a predetermined amount of frequency spectrum is accumulated. To be Next, the stored frequency spectrum is read from the memory and displayed on a device capable of displaying a plurality of frequency spectra along the time axis. Markers are provided to make delta time measurements between different spectra on the screen. The continuous storage of the circular memory can be stopped by the detection of a predetermined spectrum event. Therefore, it is possible to analyze all of the spectra that continuously represent the frequency domain change of the electric signal that changes with time as one group during the target specific period.

従って、本発明は、時間変化する入力信号の周波数ス
ペクトラムを実時間で表示可能な速度より高速に連続的
に生成可能なスペクトラム・アナライザの周波数スペク
トラムの分析方法であって、上記時間変化する入力信号
をフーリエ変換処理して、選択した周波数スパンにわた
る所定数の周波数の各々のスペクトラムの振幅値から成
る周波数スペクトラム・フレームを順次連続して生成
し、生成された周波数スペクトラム・フレームをメモリ
手段に順次記憶し、上記特定の周波数スパンの上記所定
数の周波数に対し比較振幅値を設定し、上記周波数スペ
クトラムを記憶する間に、上記所定数の周波数に対する
上記振幅値を上記比較振幅値と比較し、上記振幅値が上
記比較振幅値を超えたことを検出したときに、トリガを
発生して、該トリガ信号の発生に基づき上記メモリ手段
への上記周波数スペクトラム・フレームの記憶動作の停
止を制御し、上記メモリ手段に記憶された時間的に連続
する各周波数スペクトラム・フレームを、周波数軸上で
振幅値を色分けして示すと共に時間軸に沿って配列して
成る周波数対時間表示形式で表示手段に表示することを
特徴とする周波数スペクトラムの分析方法である。
Therefore, the present invention is a method for analyzing a frequency spectrum of a spectrum analyzer capable of continuously generating a frequency spectrum of a time-varying input signal at a speed higher than a speed capable of displaying in real time. Fourier transform processing is performed to successively generate a frequency spectrum frame composed of amplitude values of each spectrum of a predetermined number of frequencies over a selected frequency span, and the generated frequency spectrum frames are sequentially stored in a memory means. Then, a comparison amplitude value is set for the predetermined number of frequencies of the specific frequency span, and while the frequency spectrum is stored, the amplitude value for the predetermined number of frequencies is compared with the comparison amplitude value, and When it is detected that the amplitude value exceeds the comparison amplitude value, a trigger is generated and the trigger signal The stop of the storage operation of the frequency spectrum frame in the memory means is controlled based on the occurrence of the above, and each time-sequential frequency spectrum frame stored in the memory means is color-coded into an amplitude value on the frequency axis. And a method for analyzing a frequency spectrum, wherein the frequency spectrum is displayed on the display means in a frequency vs. time display format which is arranged along the time axis.

[実施例] スペクトラム・アナライザは、電気信号を周波数ドメ
インで表示する電子機器である。デジタル・スペクトラ
ム・アナライザでは、被分析信号の一連の振幅測定値は
時間の関して得られ、測定値はデジタル・ワードに変換
される。デジタル・ワード列は、信号振幅の変化を時間
ドメインで表現する。この時間ドメイン情報をフーリエ
変換すると、同じ情報から周波数ドメイン表現が得られ
る。被分析電気信号の周波数ドメイン表現は、信号電力
周波数のグラフとして表示される。この表示を使用し
て、信号のスペクトラムの内容を分析できる。
[Example] A spectrum analyzer is an electronic device that displays an electric signal in the frequency domain. In a digital spectrum analyzer, a series of amplitude measurements of the signal under analysis are taken over time and the measurements are converted into digital words. The digital word string represents changes in signal amplitude in the time domain. Fourier transform of this time domain information yields a frequency domain representation from the same information. The frequency domain representation of the electrical signal under analysis is displayed as a graph of signal power frequency. This display can be used to analyze the spectral content of the signal.

第1図は本発明を実施するデジタル・スペクトラム・
アナライザを示す。分析対象の時間変化する電子信号
は、スペクトラム分析装置のアナログ入力部(10)に入
力される。アナログ入力部(10)は入力信号のレベルに
応じて減衰及び増幅を行い、更に入力信号をゲートし、
または外部(時間ドメイン)トリガに応答する機能を持
つ。また、アナログ入力部(10)は、サンプリング機能
に必要な、エイリアシング防止用の低域通過フィルタを
含んでいる。アナログ・デジタル変換器(以下ADCとい
う)(20)は、良好な状態になった入力信号を一連のデ
ジタル・ワードに変換する。この入力信号は、10MHzの
有効な入力信号帯域を得るために25.6メガ・サンプル/
秒の速度でサンプルされる。
FIG. 1 shows a digital spectrum embodying the present invention.
Shows the analyzer. The time-varying electronic signal to be analyzed is input to the analog input section (10) of the spectrum analyzer. The analog input section (10) attenuates and amplifies according to the level of the input signal, and further gates the input signal,
Or it has the ability to respond to external (time domain) triggers. The analog input section (10) also includes a low-pass filter for antialiasing, which is necessary for the sampling function. An analog-to-digital converter (hereinafter referred to as ADC) (20) converts the input signal in good condition into a series of digital words. This input signal is 25.6 megasamples / sample to obtain an effective input signal band of 10MHz.
Sampled at a rate of seconds.

デジタル・ダウン・コンバータ(30)は、500Hz及び
9.9995MHz間の選択可能な周波数だけ10MHzの入力帯域を
下げ、その結果得た合成信号に対して低域通過フイルタ
処理を行ない、適当に間引かれたフィルタ出力を高速フ
ーリエ変換(FFT)プロセッサを含む均一フィルタ・バ
ンク(40)に供給する。
Digital down converter (30) is 500Hz and
The input band of 10MHz is lowered by a selectable frequency between 9.9995MHz, low pass filter processing is performed on the resultant composite signal, and the appropriately thinned filter output is processed by a fast Fourier transform (FFT) processor. Supply to a uniform filter bank (40) including.

時間ドメインの情報を周波数ドメインの表現に変換す
るには、デジタル・スペクトラム・アナライザは離散的
フーリエ変換(DFT)として知られる方法に幾分にの変
形を加えてフーリエ変換を行なう。通常、このDFTは、F
FTとして知られるアルゴリズムの一つを使用して行われ
る。FFT及びその変形については、多数の特許明細書、
教科書及び文献内の論文に記述されている。しかし、FF
Tを行なう全ての方法には、特定の最小量の時間及びあ
る程度の量の計算用情報が必要である。ここで、説明す
る装置では、均一フィルタ・バンク(40)がこの処理機
能を持っている。
To transform time domain information into a frequency domain representation, a digital spectrum analyzer performs a Fourier transform with some modification of what is known as the discrete Fourier transform (DFT). Usually this DFT is F
It is done using one of the algorithms known as FT. For FFT and its variants, numerous patent specifications,
It is described in textbooks and papers in the literature. But FF
All methods of performing T require a certain minimum amount of time and some amount of computational information. In the device described here, the uniform filter bank (40) has this processing function.

均一フィルタ・バンク(40)の出力は、1スペクトラ
ム・フレームの1024個の周波数ビンにわたり、入力信号
の周波数分布を複素数で表わす1024対のデジタル・ワー
ドの集まりである。(ここで、“ビン”とは、各周波数
に対する振幅値が記憶されるメモリの場所をいう。)こ
のフォーマットのスペクトラム・データ・は、次に、電
力及び位相計算回路(50)に入力される。この回路は電
力及び位相角に関して、スペクトラム・フレーム内の10
24個のビンの各々を表す1024個の電力レベル及び1024個
の位相角を生成する。
The output of the uniform filter bank (40) is a collection of 1024 pairs of digital words that represent the frequency distribution of the input signal in a complex number over 1024 frequency bins of a spectrum frame. (Here, the "bin" refers to a memory location where the amplitude value for each frequency is stored.) The spectrum data in this format is then input to the power and phase calculation circuit (50). . This circuit has a power and phase angle of 10 in the spectrum frame.
Generate 1024 power levels and 1024 phase angles representing each of the 24 bins.

実時間インタフェース(60)は、上述した複素信号対
と電力及び位相フォーマットと両方の形式のスペクトラ
ム情報を受け取り、種々の形式の他の装置への出力を可
能にする。本発明に関し重要なことは、この実時間イン
タフェース(60)が、電力情報を2つの比較マスクと比
較することにより、イベント検出を行うことである。観
察しているスペクトラムのうちの1つの振幅が、操作者
により設定された最大限界値より大きくなるか、最小限
界値より小さくなるときに、このイベント検出が行われ
る。
The real-time interface (60) receives the above-mentioned complex signal pair and spectrum information in both power and phase formats and enables output to other devices in various formats. What is important for the present invention is that this real-time interface (60) performs event detection by comparing the power information with two comparison masks. This event detection occurs when the amplitude of one of the observed spectra is greater than the maximum limit value or less than the minimum limit value set by the operator.

操作者は、適当の通信ポートによりCPU(100)に接続
された前面のパネルのキーボード(110)又は他の端末
装置を使用した種々の手段により、イベントを定義す
る。第2図に、画面に表示されたイベント定義マスクの
例を示す。この特定のイベント定義マスクは、表示フォ
ーマッタ(70)のマックス・ホールド機能を使用して生
成され、特定周波数スパン内の全ての周波数における最
大振幅変化の履歴を累積する。イベント定義マスクを定
義する他の方法には、1つのカーソルを移動させてマス
クを描く方法、キーボードで定義をタイプ入力する方
法、及び記憶されたスペクトラム波形に一定のオフセッ
トを追加する方法がある。
The operator defines the event by various means using a front panel keyboard (110) or other terminal device connected to the CPU (100) by an appropriate communication port. FIG. 2 shows an example of the event definition mask displayed on the screen. This particular event definition mask is generated using the max hold function of the display formatter (70) and accumulates a history of maximum amplitude changes at all frequencies within a particular frequency span. Other methods of defining an event definition mask include moving one cursor to draw the mask, typing the definition with the keyboard, and adding a constant offset to the stored spectrum waveform.

CPU(100)は、操作者のイベント定義に応答して、最
小値及び最大値用の2つのイベント定義マスクを実時間
インタフェース(60)に送る。スペクトラム情報、特に
電力情報が電力及び位相計算回路(50)から出力され
と、実時間インタフェース(60)は、この電力情報をイ
ベント定義マスクと比較して、いずれのビン内の振幅
が、最大値より大きいか、又は最小値よりも小さいかを
判断し、最大及び最小の範囲を超えた場合はイベント検
出出力が発生する。このイベント検出出力は、外部的に
使用可能であるが、内部的にもスペクトラム情報の記憶
の停止及び開始にも使用できる。
The CPU (100) sends two event definition masks for the minimum value and the maximum value to the real-time interface (60) in response to the operator's event definition. When the spectrum information, especially the power information, is output from the power and phase calculation circuit (50), the real-time interface (60) compares this power information with the event definition mask, and the amplitude in any bin has the maximum value. It is judged whether it is larger or smaller than the minimum value, and if the maximum and minimum ranges are exceeded, an event detection output is generated. Although this event detection output can be used externally, it can also be used internally to stop and start the storage of spectrum information.

表示フォーマッタ(70)は、電力及び位相計算回路
(50)からの電力及び位相情報量に関して様々なデータ
削減演算を行なう。表示機構、更には人間の目や知覚
は、200μ秒(均一フィルタ・バンク(40)で発生可能
な最適速度)毎の新しい表示に応答することは可能であ
るので、操作者が実時間でデータを認識するためには、
ある種のデータ削減を行なうことが必要である。したが
って、表示フォーマッタ(70)は、操作者が選択できる
数種の方法のうちの1つで、データ削減を行なう。フレ
ームは、ある間引き係数Rに従って廃棄してもよい。あ
るいは、数個のフレーム毎に平均化され、平均値毎に要
約したフレームを生成できる。更に、ピーク又は最小値
も選択される。
The display formatter (70) performs various data reduction calculations regarding the power and phase information amount from the power and phase calculation circuit (50). The display mechanism, as well as the human eye and perception, can respond to a new display every 200 μs (optimal speed that can be generated with a uniform filter bank (40)) so the operator can view the data in real time. To recognize
It is necessary to make some kind of data reduction. Therefore, the display formatter (70) performs data reduction in one of several ways that the operator can select. Frames may be discarded according to some decimation factor R. Alternatively, it is possible to generate a frame that is averaged every several frames and summarized for each average value. In addition, peaks or minimums are also selected.

上述の全ての技法では、均一フィルタ・バンク(40)
で行う実時間スペクトラム計算に表示装置及び操作者が
付いていけるように、ある種のデータ圧縮技法を使用し
ている、したがって、これらの方法は、操作者がフレー
ム毎にスペクトラムの変化の全てを細かく調べることは
できない。
All of the above techniques use a uniform filter bank (40)
It uses certain data compression techniques to allow the display and the operator to accompany the real-time spectrum calculations performed by the operator, and thus these methods allow the operator to account for all spectrum changes from frame to frame. It is not possible to examine it in detail.

本発明によれば、目的の特定期間に発生する全てのス
ペクトルの変化を調べることができる。周波数のドメイ
ン・データを圧縮したり、あるいは間引いたり、更には
時間間隔をあけて表示するのではなく、後でゆっくりと
表示するために完全な形で周波数ドメイン・データは累
積される。更に、スペクトラム・イベント定義を行い、
操作者は周波数ドメインのどのデータを測定するかを定
義できる。また、この周波数ドメイン・データは、時間
ドメインで発生する変化を時間的間隙がなく表すことが
できるので、デルタ時間測定及び操作者による詳細な分
析を、目的の期間スペクトラム変化の完全な履歴に対し
て行うことができる。
According to the present invention, it is possible to investigate all the changes in the spectrum that occur during the target specific period. Rather than compressing or decimating the frequency domain data, or even displaying it at time intervals, the frequency domain data is accumulated in full to be displayed slowly later. In addition, we will define the spectrum event,
The operator can define which data in the frequency domain to measure. In addition, this frequency domain data can represent the changes that occur in the time domain without any time gaps, so that delta time measurements and detailed operator analysis can be performed on the complete history of spectral changes over the desired time period. Can be done by

操作者が、代表的なサンプル又は圧縮されたデータで
はなく、1まとめのスペクトラ・フレームの全てを見る
ことができる“ブロック・モード”を選択すると、電力
及び位相計算回路(50)からのスペクトラム情報の全て
は、表示フォーマッタ(70)を介してVMEリンク(80)
に送られる。1024ビンを含む1スペクトラム・フレーム
のデータは、各ビンに対して2つの16ビット値を有して
いる。2つの16ビット値の一方は電力情報であり、他方
は位相情報である。
Spectral information from the power and phase calculation circuit (50) when the operator selects "block mode" which allows the user to see all of a single spectral frame instead of a representative sample or compressed data All of the VME links (80) through the display formatter (70)
Sent to One spectrum frame of data containing 1024 bins has two 16-bit values for each bin. One of the two 16-bit values is power information and the other is phase information.

VMEリンク(80)は、この電力及び位相から成る情報
の一部を放棄し、その残りを再編成してVMEバス(90)
に送る。1024ビンのフレームの最初及び最後の付近のビ
ンは、アナログ入力部(10)内のエイリアシング防止用
フィルタの漏洩及び特性により部分的に破壊されたデー
タを含んでいるので、各スペクトラム・フレームの中央
の800ビンのみを表示することが望ましい。したがっ
て、データが最終的表示のためにCPU(及び高速メモ
リ)(100)に送られる前に、224ビンの情報、即ち各フ
レームの両端部の112ビンが放棄される。
The VME link (80) discards some of this power and phase information and reorganizes the rest to form the VMEbus (90).
Send to The bins near the beginning and end of the 1024-bin frame contain data that is partially corrupted by the leakage and characteristics of the anti-aliasing filter in the analog input (10), so the middle of each spectrum frame. It is desirable to display only 800 bins of. Therefore, 224 bins of information, 112 bins at each end of each frame, are discarded before the data is sent to the CPU (and fast memory) (100) for final display.

このフレームの残りの800ビンのデータは、転送され
る前に、VMEリンク(80)により再編成される。このデ
ータは、電力及び位相計算回路(50)から出力されるの
で、特定のビンの電力値及び位相角値は、データ列内で
互いに隣接して現れる。電力値及び位相角値はVMEリン
ク(80)から転送されるとき、800個の電力値全てが順
番に転送され、続いて800個の位相角値全てが転送され
るように再編成される。
The remaining 800 bins of data in this frame are reorganized by the VME link (80) before being transferred. This data is output from the power and phase calculation circuit (50) so that the power and phase angle values for a particular bin appear adjacent to each other in the data string. When the power and phase angle values are transferred from the VME link (80), they are rearranged so that all 800 power values are transferred in sequence, followed by all 800 phase angle values.

データの再編成及び選択の他に、VMEバス(80)はス
ペクトラム・データの各フレームに32ビットのタイムス
タンプ情報を与える。タイムスタンプ情報は、システム
の正確さに制御された基準発振器から生成される。個々
のスペクトラム及びその発生時間の関係から、後でデル
タ時間を測定するための計算ができる。これらの時間
は、画面の時間軸を表記するための相対時間を生成する
ためにも使用される。
In addition to data reorganization and selection, the VMEbus (80) provides 32 bits of time stamp information for each frame of spectrum data. The time stamp information is generated from a reference oscillator that is controlled by the accuracy of the system. From the relationship between the individual spectra and their time of occurrence, calculations can later be made to measure the delta time. These times are also used to generate relative times to represent the time axis of the screen.

スペクトラムを処理するブロック・モードでは、VME
リンク(80)によりフォーマットされ、タイムスタンプ
が押されると、連続的に発生されたスペクトラム・デー
タ列は、ダイレクト・メモリ・アクセス(DMA)によりV
MEバスを介してCPU(及び高速メモリ)(100)内の高速
スタテイック・メモリに送られる。十分な数のフレーム
が高速メモリに記憶された後、CPU(100)は表示制御器
(120)に送るための表示画像を生成する。第3図に示
す様に、CPU(100)で生成された表示画像は、1個又は
2個の別個の表示ウィンドウ、ラベル、読取り部、カラ
ー・スケール、及び種々のその他の情報で構成されてい
る。表示制御器(120)は、CPU(100)からの指示に従
って画像をスクロールするようにカラー表示器(130)
を制御し、画像の内容を変更するためのCPU(100)から
の更新情報を受け取る。
In block mode to process the spectrum, VME
When formatted by the link (80) and time stamped, the continuously generated spectrum data sequence is converted to V by direct memory access (DMA).
It is sent to the high-speed static memory in the CPU (and high-speed memory) (100) via the ME bus. After a sufficient number of frames have been stored in the high speed memory, the CPU (100) produces a display image for transmission to the display controller (120). As shown in FIG. 3, the display image generated by the CPU (100) consists of one or two separate display windows, labels, readers, color scales, and various other information. There is. The display controller (120) has a color display (130) for scrolling an image according to an instruction from the CPU (100).
And receives update information from the CPU (100) for controlling the image and changing the content of the image.

スペクトラムのFFT計算が、カラー・スペクトログラ
ム表示が付いていけない程の速度で行われたとしても、
連続的スペクトラム情報は、CPU(100)に付属した高速
メモリに送られ、このメモリは全ての情報を保存するの
に十分な速度で動作する。更に、計算結果の出力がメモ
リのアドレス空間の環状部分に送られる間に、時間ドメ
イン・データの取り込み及びFFT計算を進めることがで
きる。次に、操作者からの命令の発生、又は定義された
スペクトラム・イベントの検出により、メモリの環状部
分の重ね書きは、所望の遅延時間及び1まとめに表示さ
れるメモリの環状部分の内容分だけ経過後に停止でき
る。
Even if the FFT calculation of the spectrum is done at a speed that cannot display the color spectrogram,
The continuous spectrum information is sent to a high speed memory attached to the CPU (100), which operates at a speed sufficient to store all the information. In addition, time domain data capture and FFT calculations can proceed while the output of the calculation result is sent to the circular portion of the address space of the memory. Then, due to the generation of a command from the operator or the detection of a defined spectrum event, the overwriting of the circular portion of the memory is performed by the desired delay time and the content of the circular portion of the memory displayed in one batch. You can stop after a while.

イベントが検出された後、環状メモリに記憶されるス
ペクトラム・フレームの番号を変えることにより、連続
した1まとめのスペクトラム・データの表示領域内で、
スペクトラム・イベントの位置を制御できる。これによ
り、スペクトラム・アナライザの操作者は、定義したイ
ベント以前のスペクトラルの変化、又は定義したイベン
ト以後のスペクトラルの変化、あるいは両者の比較を観
察できる。
After the event is detected, by changing the number of the spectrum frame stored in the ring memory, in the display area of one continuous spectrum data,
You can control the location of spectrum events. This allows the operator of the spectrum analyzer to observe changes in the spectrum before the defined event, changes in the spectrum after the defined event, or a comparison of the two.

予めデータが満たされた環状データ取り込みメモリ内
でトリガ位置を決める技法は、例えば、ロジック・アナ
ライザの時間ドメイン周知であるが、トリガ機構として
累積データを周波数ドメインで定義した類似する技法を
使用することは新規である。
Techniques for locating trigger positions in prefilled circular data acquisition memory are well known, for example in the time domain of logic analyzers, but use similar techniques to define cumulative data in the frequency domain as the trigger mechanism. Is new.

第3図では、カラー・スペトログラム表示は、垂直時
間軸(300)に沿って配列された多数のスペクトラムか
ら成り、これらのスペクトラムの周波数は、水平軸(31
0)上に示される。各周波数のスペクトラムの振幅値
は、色別けして示される。時間軸(300)には、スペク
トログラム表示の特定点のスペクトラムのタイムスタン
プと、この表示の下端部のスペクトラムのタイムスタン
プとの時間間隔が表記されている。
In Figure 3, the color spectrogram display consists of a number of spectra arranged along the vertical time axis (300), the frequency of these spectra being the horizontal axis (31
0) Shown above. The amplitude value of the spectrum of each frequency is shown for each color. On the time axis (300), the time interval between the time stamp of the spectrum at a specific point on the spectrogram display and the time stamp of the spectrum at the lower end of this display is shown.

第1マーカ及び第2マーカ(330)の2つのマーカ
は、スペクトログラム表示上の特定位置を認識するため
に使用する。スペクトログラム表示上でマーカが置かれ
た各位置に関して、読取り部(340)は、周波数、振幅
及び時間の値を示す。この読取り部(340)でDELTAと表
記された領域には、2つのマーカの位置間の周波数、振
幅及び時間の差が示される。マーカの移動を制御する操
作つまみは、他の場所に設けられている(図示せず)。
The two markers, the first marker and the second marker (330), are used to recognize a specific position on the spectrogram display. For each position where a marker is placed on the spectrogram display, the reader (340) shows frequency, amplitude and time values. In the area labeled DELTA in the reading section (340), the difference in frequency, amplitude and time between the positions of the two markers is shown. The operation knob for controlling the movement of the marker is provided at another place (not shown).

第4図は、ここで説明するスペクトラム・アナライザ
で使用可能な2重表示機能を示す。この表示機能では、
振幅対周波数表示(410)と、これと垂直方向に並んだ
スペクトログラム表示(400)が示される。したがっ
て、2つの表示は、等しい周波数軸(420)及び(430)
に沿って配列される。この周波数軸のスケール及び中心
は共通に制御できる。スペクトログラム表示の垂直軸は
時間軸(440)であり、一方、振幅対周波数表示の垂直
軸は、振幅軸(450)である。この2重表示では、振幅
及び周波数表示(410)は、カラー・スペクトログラム
表示(400)の現在の下端部の詳細な表示となる。カラ
ー・スペクトログラム表示は、振幅対周波数表示(41
0)の内容の要約した履歴として示される。
FIG. 4 shows the dual display function available in the spectrum analyzer described herein. With this display function,
An amplitude vs. frequency display (410) and a spectrogram display (400) aligned vertically are shown. Therefore, the two displays have equal frequency axes (420) and (430).
Are arranged along. The scale and center of this frequency axis can be commonly controlled. The vertical axis of the spectrogram display is the time axis (440), while the vertical axis of the amplitude versus frequency display is the amplitude axis (450). In this dual display, the amplitude and frequency display (410) is a detailed display of the current bottom edge of the color spectrogram display (400). The color spectrogram display shows the amplitude vs. frequency display (41
It is shown as a summary history of the contents of 0).

上述したユーザ・インタフェースは、68030プロセッ
サを使用したUNIXシステムVオペレーティング・システ
ム上で実行されるCプログラム言語で実現される。しか
し、この実現方法の詳細は本発明に重要ではないので、
説明を省く。
The user interface described above is implemented in the C programming language running on the UNIX system V operating system using the 68030 processor. However, the details of this implementation are not important to the present invention, so
Omit the explanation.

上述の装置は、連続して生成される周波数ドメイン情
報を認識し、保存し、分析するための改良した機能を提
供する。ただし、本発明は上述の特定の実施例に限定さ
れるものではなく、本発明の要旨を逸脱することなく種
々の変更が可能であることは当業者には明らかである。
The apparatus described above provides improved functionality for recognizing, storing and analyzing successively generated frequency domain information. However, it is obvious to those skilled in the art that the present invention is not limited to the above-mentioned specific embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

[発明の効果] 本発明によれば、スペクトラムの振幅値に関し設定し
たスペクトラム・イベントの検出に応じて、順次連続し
て生成される周波数スペクトラム・フレームのメモリ手
段への記憶動作を停止し、メモリ手段に記憶された各周
波数スペクトラム・フレームを、周波数軸上で振幅値を
色分けして示すと共に時間軸に沿って配列して成る周波
数対時間表示形式で表示するので、特定のスペクトラム
・イベントに関係する所定期間の周波数スペクトラムの
連続変化を観察し、分析できる。
EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, the storage operation of the frequency spectrum frames successively generated in response to the detection of the spectrum event set with respect to the amplitude value of the spectrum in the memory means is stopped, and the memory is stopped. Each frequency spectrum frame stored in the unit is displayed in a frequency-versus-time display format in which amplitude values are color-coded on the frequency axis and arranged along the time axis, so that it is related to a specific spectrum event. It is possible to observe and analyze the continuous change of the frequency spectrum during a predetermined period.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明を実施するためのデジタル・スペクトラ
ム・アナライザのブロック図、第2図はスペクトラム・
イベントが定義された振幅対周波数表示を示す図、第3
図は本発明によりデータが表示されたカラー・スペクト
ログラム表示を示す図、第4図はカラー・スペクトログ
ラム表示及び振幅対周波数表示の両方を含む2重表示画
面を示す図である。
FIG. 1 is a block diagram of a digital spectrum analyzer for carrying out the present invention, and FIG. 2 is a spectrum spectrum analyzer.
Diagram showing amplitude-versus-frequency display with defined events, 3rd
The figure shows a color spectrogram display in which data is displayed according to the present invention, and FIG. 4 shows a dual display screen including both a color spectrogram display and an amplitude versus frequency display.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】時間変化する入力信号の周波数スペクトラ
ムを実時間で表示可能な速度より高速に連続的に生成可
能なスペクトラム・アナライザの周波数スペクトラムの
分析方法であって、 上記時間変化する入力信号をフーリエ変換処理して、選
択した周波数スパンにわたる所定数の周波数の各々のス
ペクトラムの振幅値から成る周波数スペクトラム・フレ
ームを順次連続して生成し、 生成された周波数スペクトラム・フレームをメモリ手段
に順次記憶し、 上記特定の周波数スパンの上記所定数の周波数に対し比
較振幅値を設定し、 上記周波数スペクトラムを記憶する間に、上記所定数の
周波数に対する上記振幅値を上記比較振幅値と比較し、 上記振幅値が上記比較振幅値を超えたことを検出したと
きに、トリガを発生して、該トリガ信号の発生に基づき
上記メモリ手段への上記周波数スペクトラム・フレーム
の記憶動作の停止を制御し、 上記メモリ手段に記憶された時間的に連続する各周波数
スペクトラム・フレームを、周波数軸上で色分けして示
すと共に時間軸に沿って配列して成る周波数対時間表示
形式で表示手段に表示することを特徴とする周波数スペ
クトラムの分析方法。
1. A method for analyzing a frequency spectrum of a spectrum analyzer capable of continuously generating a frequency spectrum of a time-varying input signal at a speed higher than that capable of being displayed in real time. Fourier transform processing is performed to successively generate a frequency spectrum frame composed of amplitude values of each spectrum of a predetermined number of frequencies over a selected frequency span, and the generated frequency spectrum frames are sequentially stored in a memory means. , Setting a comparison amplitude value for the predetermined number of frequencies in the specific frequency span, and comparing the amplitude value for the predetermined number of frequencies with the comparison amplitude value while storing the frequency spectrum When it is detected that the value exceeds the comparison amplitude value, a trigger is generated and the trigger signal is generated. On the basis of the occurrence, the stop of the storage operation of the frequency spectrum frame in the memory means is controlled, and each time-sequential frequency spectrum frame stored in the memory means is color-coded on the frequency axis. A method of analyzing a frequency spectrum, characterized by displaying on a display means in a frequency versus time display format arranged along a time axis.
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